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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein gehäustes LED-Modul
für Leuchtdioden („LEDs”) mit integrierter
Elektronik, welches eine flexible Montage der LEDs bzw. des Moduls
ermöglicht.
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Aus
dem Stand der Technik sind LED-Module bekannt, welche im Wesentlichen
aus einem Modul mit wenigstens einer darauf angebrachten LED bestehen.
Die einzelnen Module der LED-Kette werden dabei vorzugsweise parallel
zueinander geschaltet.
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WO9002906A1 zeigt
einen beleuchtbaren Kabelbaum, der elektrische Leiter aufweist,
die an eine elektrische Stromversorgung angeschlossen sind. Eine
Vielzahl von Leuchtelementen befindet sich in regelmäßigen
Abständen auf dem Kabelbaum, diese sind mit elektrischen
Leitern verbunden. Die elektrischen Leiter befinden sich nebeneinander in
einem Flachleiter, der von einer Isolationsschicht umgeben ist.
An den Stellen, an denen die Leuchtelemente angebracht werden, wird
diese Isolationsschicht auf der Oberseite entfernt. Jedes Leuchtelement
und die daran anliegende Stelle des Flachleiters wird von einem
wasserdichten Gehäuse geschützt. Das Leuchtelement
ist dabei im Gehäuse so ausgerichtet, dass es auf dem Flachleiter
sitzt und von diesem weg leuchtet.
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US2005040421A1 zeigt
eine Leuchtvorrichtung mit mindestens zwei Anschlüssen
und einem Substrat, auf dem sich mindestens eine LED und ein integrierter
Schaltkreis befindet, und welches zum Schutz verkapselt ist. Der integrierte
Schaltkreis sorgt für einen konstanten Versorgungsstrom,
der an die Betriebseigenschaften der LED angepasst ist. Somit lässt
sich die Leuchtstärke genau einstellen.
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EP1055256B1 offenbart
ein konfektionierbares LED-Leuchtpanel beinhaltend einen Aufbau
von elektrisch leitenden Strukturen, Isolationsstrukturen und elektrischen
Anschlussflächen sowie LED-Chips, welche von diesem Aufbau
getragen werden und mittels der elektrischen Anschlussflächen
elektrisch parallel kontaktierbar sind. Das LED-Leuchtpaneel weist
dabei eine vorgebare Verteilung der LED-Chips auf und ist nachträglich
in beliebige, je für sich alleine funktionsfähige
Teilstücke zertrennbar.
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Die
LED-Kettenmodule aus dem Stand der Technik weisen allerdings einen
geringen Schutz gegen mechanische Beanspruchung und eine geringe Flexibilität
auf, was deren Einsatzmöglichkeiten stark einschränkt.
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Ziel
der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein gehäustes
LED-Modul bereitzustellen, das in flexibler Weise elektrisch kontaktierbar
ist und Anforderungen an Staub- und Feuchtigkeitsschutz erfüllt. Diese
Anforderungen können ausgedrückt werden bspw.
durch die Schutzklassen in der IP Norm, DIN EN 60529: Schutzarten
durch Gehäuse (IP Code).
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Die
Ziele der vorliegenden Erfindung werden durch die Ausführungsbeispiele
gemäß den unabhängigen Ansprüchen
erzielt.
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Im
Rahmen der Erfindung wird unter LED-Modul ein Träger oder
eine Platine verstanden, welche wenigstens einen sich darauf befindlichen LED-Chip
und die notwendige Ansteuerelektronik für den wenigstens
einen LED-Chip umfasst. Dabei kann der wenigstens eine LED-Chip
in COB (Chip an Board) oder SMD montiert sein.
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Die
vorliegende Erfindung behandelt ein gehäustes LED-Modul
aufweisend ein Modul mit wenigstens einer darauf angeordneten LED,
wobei das Modul innerhalb eines verschließbaren Gehäuses angeordnet
ist, und wobei das Gehäuse an einer Stirnseite mindestens
zwei steife nach Außen stehende Leiter aufweist, die dazu
ausgelegt sind, durch Einschneiden in die Isolierung mindestens
zweier im Wesentlichen rechtwinklig zugeführter Leiter
diese elektrisch zu kontaktieren.
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Unter
LED wird im Rahmen der Erfindung ein LED-Chip beschrieben. Dieser
kann entweder „Face-Up” oder „Face-Down” auf
dem Modul angeordnet sein. Zudem kann eine Vergussmasse auf dem
Modul angeordnet sein, welche den LED-Chip umgibt. Dementsprechend
kann der LED-Chip von Vergussmasse eingekapselt sein. Die Vergussmasse besteht
vorzugsweise aus flüssigem Kunststoff und wird mit Hilfe
eines Dispens-Verfahrens auf das Modul aufgetragen. An Stelle der
Vergussmasse oder zusätzlich dazu kann ein mechanischer
Schutz der LEDs vorgesehen sein. Dieser kann direkt auf dem LED-Modul
aufgebracht sein. Beispielsweise können sogenannte Globe-Tops,
also durch Dispensen aufgebrachte Vergussmassen vorgesehen sein,
welche die LED umgeben.
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Die
Vergussmasse kann Farbkonversionspartikel und/oder Streupartikel
enthalten. Die LED(s) des LED-Moduls emittiert vorzugsweise Licht
einer Wellenlänge zwischen 420–490 nm. Durch die
Farbkonversionspartikel, welche in der die LED umgebende Vergussmasse
enthalten sind, wird das Licht wenigstens teilweise in Licht einer
höheren Wellenlänge konvertiert. Die vorliegende
Erfindung beschränkt sich nicht auf LEDs einer bestimmten
Wellenlänge. Im Rahmen der Erfindung kann jede beliebige
monochromatische LED auf dem LED-Modul angeordnet sein. Beispielsweise
kann auch eine rot emittierende LED auf dem LED-Modul angebracht
sein, welche mit Vergussmasse mit oder ohne Farbkonversionspartikeln
umgeben ist. Zudem können LEDs, welche mit Vergussmassen
mit unterschiedlichen Farbkonversionspartikeln umschlossen sind
auf dem LED-Modul angeordnet sein.
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Die
Vergussmasse ist vorzugsweise kalottenförmig oder halbkugelförmig
auf den LED-Chip aufgetragen.
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Es
ist jedoch auch möglich, das Farbkonversionsmittel separat
in dem Gehäuse des Moduls angeordnet sind. Dementsprechend
kann eine Vergussmasse mit Farbkonversionsmitteln räumlich
getrennt von dem LED-Chip angeordnet sein.
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Die
Steuerelektronik des LED-Chips ist vorzugsweise auf der Rückseite
des Moduls angebracht. Alternativ kann sie aber auch auf der gleichen Oberfläche
wie der LED-Chip des Moduls angebracht sein. Sie kann sich auch
zumindest teilweise innerhalb des Trägers bzw. der Platine
des Moduls befinden. Die Steuerelektronik des Moduls umfasst dabei
vorzugsweise eine Transistorschaltung oder weitere Elektronik und
eine Schnittstelle für eine Kommunikationseinrichtung bzw.
einen Kommunikationsbus. Weiterhin kann sie einen integrierten Schaltkreis
aufweisen, vorzugsweise einen ASIC (Anwendungsspezifische Integrierte
Schaltung). Ausserdem ist denkbar, dass sie über eine Sensorik, wie
beispielweise einen Temperatur-, Helligkeits- oder Farbsensor, zur Überwachung
des LED-Moduls verfügt.
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Das
Gehäuse des LED-Moduls ist vorzugsweise zweiteilig ausgebildet
und umfasst eine Ober- und eine Unterschale. Diese werden vorzugsweise mit
Hilfe von Schnappverschlüssen miteinander verbunden. Das
Gehäuse kann jedoch auch einteilig ausgeführt
sein. Hierzu kann beispielsweise ein Scharnier zur Verbindung der
Ober- und Unterschale vorhanden sein. Die Ober- und Unterschale
können selektiv miteinander verbunden werden.
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Das
Gehäuse des LED-Moduls ist vorzugsweise derart ausgeführt,
dass es das LED-Modul, auf welchem sich die wenigstens eine LED
befindet, fest umschließt.
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Die
Oberfläche des Moduls weist vorzugsweise eine nach außen
konisch erweiterte Ausnehmung auf, in welcher die LED in Richtung
Modul äußeren exponiert ist. Vorzugsweise ist
die LED im Zentrum der konisch erweiterten Ausnehmung angeordnet.
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Durch
die Ausnehmung in dem Modul steht die LED bzw. die vorzugsweise
kalotten- oder halbkugelförmige Vergussmasse, welche die
LED umgibt, hervor. Dadurch wird eine maximale Lichtausbeute der
wenigstens einen LED des Moduls erreicht.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens die Oberfläche
des Moduls im Bereich der konischen Ausnehmung reflektierend ausgestaltet.
Hierdurch wird Licht, welches durch die Oberfläche der
Vergussmasse der LED austritt innerhalb der konischen Ausnehmung
des Gehäuses reflektiert.
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Die
Oberfläche des Moduls kann beispielsweise aus weißem
reflektierendem Kunststoffmaterial geformt sein.
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Der
Winkel der konischen Ausnehmung beträgt vorzugsweise zwischen
100 und 150°. Durch diese erfindungsgemäße
Ausgestaltung der Ausnehmung im Gehäuse des LED-Moduls
wird eine weitere Maximierung der Lichtausbeute der LED erzielt.
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Alternativ
kann die mindestens eine LED jedoch auch auf einer ebenen Oberfläche
des Moduls angeordnet sein. Oberhalb der LED kann sich dabei eine
weitere transluzente Platte befinden, die streuförmige
Eigenschaften aufweist. Diese Platte kann auch Teil des Gehäuses
sein.
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Es
besteht außerdem die Möglichkeit, auf jede LED
ein einzelnes linsenförmiges Element anzubringen.
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Diese
Elemente können als nicht vorgefertigt, sondern im viskoelastischen
Zustand aufgebracht werden und im Anschluß ausgehärtet
werden.
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In
einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Modul einen Träger
und einen aus mehreren Teilen, vorzugsweise aus vier, bestehenden
Rahmen auf.
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Auf
dem Träger ist dabei vorzugsweise eine Vielzahl an LEDs
dicht aneinander gepackt angebracht und von dem Rahmen umrandet.
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Die
Vielzahl an LEDs kann durch eine zumindest teilweise transluzente
Schicht bedeckt sein, wobei die Schicht Leuchtstoffteilchen und
Streuteilchen enthalten kann.
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Vorzugsweise
befindet sich oberhalb der zumindest teilweise transluzenten Schicht
eine oder mehrere vorgefertigte Linsen.
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Die
Erfindung sieht weiterhin vor, dass die elektrische Kontaktierung
an der Stirnseite des Gehäuses, vorzugsweise mittels eines
Montageadapters zugentlastet wird.
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Der
Montageadapter kann dabei mechanisch am Gehäuse fixiert
werden. Der Montageadapter ist U-förmig ausgebildet und
greift vorzugsweise clipartig in eine Hinterschneidung im Gehäuse
ein. Das Gehäuse kann mehrere Hinterschneidungen aufweisen.
Auf diese Weise lässt sich die Position, in der der Montageadapter
mechanisch am Gehäuse fixiert ist, variabel einstellen.
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Das
Gehäuse und der Montageadapter weisen bei Zusammenfügen
eine Nut auf, durch die die Versorgungsleiter geführt werden.
Die Nuten sind vorzugsweise Kabelführungen, welche derart
dimensioniert sind, dass eine Presspassung zwischen den einzelnen
Versorgungsleitern und der Nut zwischen Gehäuse und Montageadapter
vorliegt. Dementsprechend sind die Versorgungsleiter fest in den
dafür vorgesehenen Kabelführungen eingeklemmt.
Die Größe der Nut lässt sich an die Versorgungsleiter
so anpassen, dass eine elektrische Kontaktierung sichergestellt
ist. Dies wird insbesondere durch die variable Einstellung der Position
des Montageadapters erreicht.
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Die
elektrische Kontaktierung des Gehäuses erfolgt vorzugsweise
durch eine Steckverbindung, in die ein steifer Leiter eingeschoben
ist, der zu den Versorgungsleitern führt.
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Der
steife Leiter durchsticht dabei vorzugsweise die Isolierung der
Versorgungsleiter. Auf diese Weise kann eine elektrische Kontaktierung
hergestellt werden.
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Bei
den Versorgungsleitern kann es sich vorzugsweise um handelsübliche
isolierte Drähte handeln. Denkbar ist jedoch auch ein Flachleiter,
der mehrere Leiter integriert.
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Die
Versorgungsleiter dienen zur Stromversorgung des mindestens einen
LED-Moduls. Zudem können mit Hilfe der Versorgungsleiter
mehrere LED-Module verbunden werden.
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Der
steife Leiter besteht vorzugsweise aus mindestens 2 Spitzen, die
in ihrem Niveau so versetzt sind, dass sie unterschiedliche Versorgungsleiter kontaktieren.
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Die
spitzen Leiter durchstechen vorzugsweise erst ein Klebeband, bevor
sie auf die Isolierung der Leiter treffen. Mit diesem Klebeband
kann ein Montageadapter für die Leiter auf eine plane Stirnseite
des LED-Modulgehäuses geklebt werden.
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Zusätzlich
oder alternativ zu dem Klebeband kann sich zwischen dem Gehäuse
und dem Montageadapter ein Dichtungselement befinden, das vorzugsweise
von den nach außen stehenden Leitern durchstochen wird.
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In
einem weiteren Aspekt der Erfindung weist ein gehäustes
LED-Modul ein Modul mit wenigstens einer darauf angeordneten LED
auf, wobei das Modul innerhalb eines verschließbaren Gehäuses
angeordnet ist. Das Gehäuse hat auf zwei gegenüberliegenden
Seiten Nuten zum Führen von jeweils einem Leiter, wobei
sich innerhalb jeder Nut ein Kontaktierungselement befindet, das
dazu ausgelegt ist, durch Einschneiden in die Isolierung des entsprechenden im
Wesentlichen rechtwinklig zugeführten Leiters diese elektrisch
zu kontaktieren.
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Die
Nuten des Moduls können dabei auf dessen Längsseite
angeordnet sein und/oder auf den Seiten, die sich orthogonal zur
Ebene befinden, auf der die wenigstens eine LED angebracht ist.
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Das
Kontaktierungselement weist vorzugsweise einen Schlitz auf, in den
der entsprechende Leiter eingeschoben wird. Der Schlitz weist eine
solche Größe auf, dass beim Hineinschieben die
Isolierung der Leitung durchschnitten wird. Somit kann ein elektrischer
Kontakt mit der Leitung realisiert werden. Dabei hat der Schlitz
vorzugsweise eine solche Breite, dass der Leiter, beispielsweise
ein Draht oder Litzen, nicht angeschnitten wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform weist das LED-Modul für
jeden Leiter eine Klammer auf, die der Leiter an der Stelle der
Kontaktierung mit dem Kontaktierungselement umgibt und das LED-Modul an
einer vorgegebenen Stelle auf den Leitern mechanisch fixiert.
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Die
Klammer kann einen Hohlraum aufweisen, in den das Kontaktierungselement
aufgenommen wird, womit dieses geschützt und nach außen isoliert
ist.
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Die
Klammer fungiert vorzugsweise als Zugentlastung für den
Leiter, womit die Kontaktierungsstelle des Leiters mechanisch nicht
belastet wird.
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Die
Klammer kann eine solche Größe aufweisen, dass
sie in die Nuten des Gehäuses einfügbar ist.
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Vorzugsweise
wird das Kontaktierungselement durch Umspritzen in das LED-Modul
integriert.
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Das
Kontaktierungselement ist vorzugsweise elektrisch leitfähig
und kann aus einem Metall oder einer Metalllegierung bestehen.
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Die
Klammer ist vorzugsweise elektrisch isolierend und kann aus einem
Kunststoff bestehen.
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Innerhalb
des gehäusten LED-Moduls erfolgt die elektrische Kontaktierung
vorzugsweise über eine Klammer, die eine elektrische Verbindung
zwischen dem steifen Leiter und der Oberseite des Moduls herstellt.
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In
einem weiteren Aspekt behandelt die vorliegende Erfindung ein gehäustes
LED-Modul, bei dem das Gehäuse und insbesondere die Oberschale einen
im Wesentlichen optisch durchlässigen Bereich aufweist,
welcher eine die Lichtabstrahlcharakteristik der LED verändernde
Funktion aufweist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform weist der optisch durchlässige
Bereich eine Streuwirkung, eine Reflektorwirkung und/oder eine Farbkonversionswirkung
auf, welche die Lichtabstrahlcharakteristik der LED verändert.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform kann die gesamte Oberschale
transparent ausgestaltet sein. Alternativ ist allerdings auch denkbar,
dass nur der Bereich oberhalb der wenigstens einen LED transparent
gestaltet ist, während die anderen Bereiche durch andere
Materialwahl, durch Oberflächenbearbeitung (Aufrauen, etc.)
oder aber Lackieren undurchsichtig sind. Somit kann der Anschlussbereich der
Verbindungsleitungen wie auch die Elektronik auf dem Modul von oben
nicht einsehbar sein.
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Der
optisch durchlässige Bereich kann vorzugsweise als Kunststofflinse
ausgebildet sein. Der optisch durchlässige Bereich ist
vorzugsweise koaxial mit der LED angeordnet. Die Linse kann dabei
eine Streu- und/oder Beugefunktion aufweisen.
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Der
LED-Chip des Moduls kann von einer ausgehärteten, kalottenförmigen
Vergussmasse umgeben sein, welche Farbkonversionsmittel umfasst. Des
Weiteren kann statt der Vergussmasse ein sogenanntes Globe-Top,
welches beispielsweise aus transparentem Kunststoff besteht, als
mechanischer Schutz der LED vorgesehen sein.
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In
Richtung des Ausstrahlwinkels der LED kann darüber hinaus
eine holographische Folie angebracht sein. Diese hat die Funktion,
die Abstrahlcharakteristik des LED-Moduls zu verändern.
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Das
Gehäuse weist vorzugsweise Positioniermittel auf, welche
derart ausgestaltet sind, dass ein Verschieben des Moduls im Inneren
des Gehäuses verhindert wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform sind die Positioniermittel
an die Unterschale angespritzt und greifen in Ausnehmungen oder
Vertiefungen des Moduls ein. Die Positioniermittel können
profilierte Elemente sein. Dementsprechend kann das Modul in die
Unterschale definiert und in der richtigen Orientierung gelegt werden,
bevor das Gehäuseoberteil aufgeklippt und ggf. auch abgedichtet
wird.
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Die
Positioniermittel umfassen vorzugsweise wenigstens einen von der
Unterschale hervorstehenden Dorn, welcher in einer Nut des Moduls
geführt wird. Zudem ist das Modul vorzugsweise durch eine umlaufende
Rahmenfläche der Unterschale des Gehäuses geführt.
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Die
Unterschale des Gehäuses weist vorzugsweise eine umlaufende
Nut auf, welche mit einer umlaufenden Feder der Oberschale in Eingriff
steht. Dabei sind die umlaufende Nut bzw. die Feder derart gestaltet,
dass ein falsches Aufbringen der Oberschale auf die Unterschale
des Gehäuses verhindert wird. Die mittels der Feder-Nut-Verbindung
in Eingriff stehenden Gehäuseteile bewirken eine Versiegelung des
Gehäuses gegen eintretenden Schmutz, Staub und Feuchtigkeit.
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Alternativ
kann eine Versiegelung dadurch realisiert werden, dass das Gehäuse
umspritzt wird. Das Gehäuse wird durch das Umspritzen dicht
ausgeführt.
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Vorzugsweise
wird durch die erfindungsgemäße Ausführung
des Gehäuses ein Staub- und Feuchtigkeitsschutz der Norm
IP66 oder höhere Schutzklasse erzielt.
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Zudem
wird vorzugsweise zum Zusammenbau der beiden Gehäuseteile
ein flüssiges Kunststoff bzw. Epoxidmaterial zwischen die
beiden Gehäusehälften eingelegt oder dispensiert,
das für eine randseitige Dichtung sorgt. Zwischen den Anschlusskabeln
ist vorzugsweise in einer der beiden Gehäuseschalen eine
Nut vorgesehen, durch die hindurch der Raum im Bereich der Anschlusskabel
mit Epoxid gefüllt werden kann, um auch in diesem Bereich
einen Staub- und Feuchtigkeitsschutz zu schaffen.
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Derartig
geschützte LED-Module sind insbesondere für Außenanwendungen
wie beispielsweise für Reklametafeln etc. geeignet.
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Um
eine Anbringung des Gehäuses auf externen Oberflächen
zu ermöglichen, weist vorzugsweise wenigstens eines der
Gehäuseteile Befestigungsmittel auf. Diese können
beispielsweise an dem Gehäuse angebrachte Anschraublaschen
sein. Das erfindungsgemäße Gehäuse kann
aber auch durch Verkleben (beispielsweise mit doppelseitigem Klebeband)
an der Unterseite der Unterschale des Gehäuses montiert
werden. Hierdurch können beispielsweise Leuchtbuchstaben
auf externen Oberflächen auf einfache Art angebracht werden.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
LED-Moduls ist in den Zeichnungen darstellt und wird in der nachfolgenden
Beschreibung näher erläutert.
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1 zeigt
eine Explosionsansicht einer bevorzugten Ausführungsart
des erfindungsgemäßen gehäusten LED-Moduls.
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2 zeigt
eine erste perspektivische Seitenansicht des gehäusten
LED-Moduls nach 1.
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3 zeigt
die erfindungsgemäße Kontaktierung des LED-Moduls
mit den Versorgungsleitern.
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4 zeigt
eine perspektivische Ansicht der Passform des Moduls im Gehäuse.
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5 zeigt
eine Draufsicht auf die Oberseite des gehäusten LED-Moduls.
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6 zeigt
eine Draufsicht auf den Montageadapter des gehäusten LED-Moduls.
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7 zeigt
eine Explosionsansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsart
des erfindungsgemäßen gehäusten LED-Moduls.
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8 zeigt
eine perspektivische Seitenansicht des zusammengebauten gehäusten
LED-Moduls aus 7.
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9 zeigt
eine Seitenansicht des LED-Moduls aus 7.
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10 zeigt
eine Draufsicht auf das LED-Modul aus 7.
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11 zeigt
eine weitere Ausführungsform des Moduls als Träger
mit mehrteiligem Rahmen in einer perspektivischen Ansicht.
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12 zeigt
eine Schnittansicht des Moduls durch den Schnitt VII-VII in 7.
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13a zeigt eine perspektivische Ansicht eines ersten
Rahmenteils eines Moduls gemäß 7.
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13b zeigt eine perspektivische Ansicht eines zweiten
Rahmenteils eines Moduls gemäß 7.
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1 zeigt
ein erfindungsgemäßes LED-Modul nach einer ersten
bevorzugten Ausführungsform. Das erfindungsgemäße
LED-Modul umfasst ein Modul 6, auf welchem vorzugsweise
drei LEDs 1 aufgebracht sind. Selbstverständlich
können auch mehr oder weniger LEDs aufgebracht sein. Außerdem
kann zumindest eine OLED an Stelle einer LED verwendet werden. Die
LEDs 1 sind vorzugsweise parallel geschaltet.
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Das
Modul 6 weist zudem eine Transistorschaltung und/oder weitere
Elektronik 15 und eine Schnittstelle für eine
Kommunikationseinrichtung auf. Bei der Elektronik handelt es sich
vorzugsweise um einen integrierten Schaltkreis und insbesondere
um einen ASIC (Anwendungsspezifische Integrierte Schaltung). Außerdem
ist denkbar, dass die Elektronik über eine Sensorik, wie
beispielweise einen Temperatur-, Helligkeits- oder Farbsensor, zur Überwachung
des LED-Moduls verfügt. Die Elektronik des Moduls ist vorzugsweise
nur auf einer Oberfläche des Moduls aufgebracht. Vorzugsweise
ist die Elektronik auf der Rückseite des Moduls angebracht.
Alternativ kann sie aber auch auf der gleichen Seite wie der LED-Chip
auf das Modul aufgebracht sein oder zumindest teilweise im Inneren
des Moduls sein. Die Sensorik ist dabei selbstverständlich
so angebracht, dass eine korrekte Messung vorgenommen werden kann.
So kann diese separat von der anderen Elektronik angebracht sein.
Beispielsweise kann sich ein Lichtsensor auf der Oberfläche
des Moduls befinden, während die restliche Elektronik auf
der Rückseite angebracht ist.
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Die
Oberfläche 16 des Moduls 6, auf welcher sich
die LEDs 1 befinden, ist vorzugsweise reflektierend ausgestaltet.
Hierzu kann beispielsweise weiße Farbe oder Lack auf dem
Modul 6 aufgetragen sein. Es ist auch möglich,
eine reflektierende Schicht, beispielsweise eine vorgefertigte Folie
auf das Modul 6 aufzubringen. Bei dem Modul 6 handelt
es sich vorzugsweise um ein planes Modul.
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Wie
in 1 dargestellt, ist das Modul mit Hilfe von Kontaktierungsmitteln
auf einer Seite des LED-Moduls mit den Anschlusskabeln 10 kontaktiert.
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Die
LED Chips 1 können Face-Up oder Face-Down auf
dem Modul 6 aufgebracht sein. Die LED Chips können
dabei von einer halbkugel- oder kalottenförmigen Vergussmasse
umgeben sein, in welcher Farbkonversionspartikel enthalten sein
können. Die Farbkonversionsschicht wird dabei vorzugsweise
in flüssigem Zustand mit Hilfe eines Dispens-Vorgangs auf
die LED-Chips aufgebracht.
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Anstelle
der Vergussmasse oder zusätzlich dazu kann ein mechanischer
Schutz, beispielsweise ein sogenanntes Globe-Top über jedem
der LED-Chips angeordnet sein. Das Globe top besteht vorzugsweise
aus transparentem Kunststoff.
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Die
LEDs können jede Art von monochromatischen LED-Chips, oder
mit Farbkonversionsmittel bzw. Leuchtstoff konvertierte LEDs umfassen.
Insbesondere können blau oder rot konvertierte LEDs auf dem
LED-Modul angeordnet sein.
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Die
Farbkonversionspartikel der LEDs 1 konvertieren dabei das
von dem LED-Chip emittierte Licht wenigstens teilweise in Licht
einer höheren Wellenlänge. Durch die von dem LED-Chip
und von den Farbkonversionspartikeln emittierten Lichtstrahlen wird
vorzugsweise weißes Licht durch Additive Farbmischung erzeugt.
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An
einer Seite weist das Modul 6 eine elektrische Kontaktierung 22 auf.
Diese ist vorzugsweise als aus dem LED-Moduls herausragender Vorsprung realisiert,
in dem sich elektrische Leiter befinden. Die elektrische Kontaktierung 22 ist
mit mindestens zwei Versorgungsleitern 10 elektrisch verbunden.
Ein Montageadapter 20 sorgt dabei für eine sichere
elektrische Kontaktierung und eine stabile Zugentlastung. Außerdem
sorgt er für einen Schutz vor äußeren
Einflüssen. Die Versorgungsleiter 10, welche vorzugsweise
flexibel sind, ermöglichen ein Verschalten einzelner Module 6 zu
längeren LED-Ketten.
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Das
Gehäuse 3, 4 besteht vorzugsweise aus zwei
Hälften, einer Unterschale 4 und einer Oberschale 3.
Die Unterschale 4 weist vorzugsweise eine umlaufende Nut
auf (in 1 nicht gezeigt), in welche
beim Zusammensetzen der Ober- und Unterschale 3, 4 ein
umlaufender Vorsprung – die sogenannte Feder – der
Oberschale 3 eingreift. Die Nut und die Feder sind vorzugsweise
derart ausgestaltet, dass eine dichte Verbindung zwischen der Oberschale 3 und
der Unterschale 4 im zusammengebauten Zustand des Gehäuses 3, 4 ermöglicht
wird. Auf diese Weise kann das Gehäuse 3, 4 das
Modul 6 erfolgreich gegen Umwelteinflüsse wie
Staub und Feuchtigkeit schützen.
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Vor
dem Zusammenbau der beiden Gehäusehälften 3, 4 kann
zudem flüssiges Kunststoffmaterial in die umlaufende Nut
eingebracht werden. Dies ist beispielsweise mit Hilfe eines Dispensvorganges möglich.
Als Alternative kann auch ein vorgefertigter Zuschnitt von Dichtungsmaterial
auf die Oberfläche der Unterschale 4 und damit
in die umlaufende Nut aufgebracht werden.
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Alternativ
kann eine Versiegelung dadurch realisiert werden, dass das Gehäuse 3, 4 umspritzt wird.
Das Gehäuse 3, 4 wird durch das Umspritzen dicht
ausgeführt.
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An
der Oberschale 3 können zusätzlich zur Fixierung
von Unter- und Oberschale 3, 4 eine oder mehrere
Klemmen (in 1 nicht gezeigt) an Ober- und/oder
Unterschale angegossen sein. Im zusammengesetzten Zustand des Gehäuses
sind die Klemmen fest im Eingriff mit an die Gegenseite gegossenen
Gegenstücken. Dadurch wird ein Schnappverschluss realisiert,
der einen einfachen Zusammenbau der Gehäuseteile 3, 4 ermöglicht.
Vorzugsweise ist der Schnappverschluss derart ausgeprägt,
dass er nach einmaligem Zusammenbau nicht wieder geöffnet
werden kann.
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Die
beiden Gehäuseteile 3, 4 sind vorzugsweise
aus Kunststoff mit Hilfe eines Spritzgussverfahrens gefertigt. Die
Unterschale 4 weist dabei vorzugsweise Befestigungsanschläge 11 auf,
welche mit Hilfe des Spritzgussverfahrens an die Unterschale 4 angegossen
sind. Die Befestigungsanschläge weisen eine zentrale Bohrung 11a auf,
welche die Befestigung des Gehäuses 3, 4 mit
Hilfe von Schrauben auf externen Oberflächen ermöglicht.
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Die
Oberfläche 16 des Moduls 6 kann kreisrunde
Ausnehmungen aufweisen, sodass die LEDs 1 aus den Ausnehmungen
hervorragen. Die Ausnehmungen sind vorzugsweise nach Außen
hin konisch erweitert. Der Winkel der konischen Ausnehmung ist dabei
vorzugsweise 100 bis 150°.
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Die
Oberfläche 16 ist vorzugsweise reflektierend ausgebildet.
Hierzu kann beispielsweise weißer Lack auf die Oberschale 3 aufgebracht
sein.
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Alternativ
kann die mindestens eine LED 1 jedoch auch auf einer ebenen
Oberfläche 16 des Moduls 6 angeordnet
sein. Oberhalb der LED 1 kann sich dabei eine weitere transluzente
Platte befinden, die streuförmige Eigenschaften aufweist.
Diese Platte kann auch Teil der Oberschale 3 sein.
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2 zeigt
das erfindungsgemäße LED-Modul in zusammengesetztem
Zustand. Dabei befindet sich das Modul 6 im Gehäuse 3, 4.
Der Montageadapter 20 umgreift die Versorgungsleiter 10 und
die elektrische Kontaktierung 22 des LED-Moduls. Die Klemmen 21 des
Montageadapters 20 sind dabei clipartig in den Vorsprung
der elektrischen Kontaktierung 22 eingerastet.
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Die
Oberschale 3 des Gehäuses ist in dieser Ausführungsform
wenigstens im Bereich der LEDs 1 transparent ausgebildet.
Vorzugsweise ist jedoch die gesamte Oberschale 3 des Gehäuses
transparent ausgebildet. Darüberhinaus kann die Oberschale 3 im
Bereich über den LEDs 1 des Moduls 6 linsenförmige
Elemente aufweisen. Die linsenförmigen Elemente können
in die Oberschale 3 eingegossen sein. Die linsenförmigen
Elemente 12 sind vorzugsweise koaxial mit den LEDs bzw.
mit den kalotten- oder halbkreisförmigen Vergussmassen
oder den Globe-tops der LEDs 1 angeordnet.
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Die
linsenförmigen Elemente 12 sind vorzugsweise direkt
auf die LED-Chips 1 aufgebracht. Die kalottenförmigen
Vergussmassen bzw. Globe-tops, welche auf den LED-Chips 1 aufgebracht sein
können, ragen aus dem Modul 6 hervor. Die Höhe
der kalottenförmigen Vergussmassen bzw. der Globe-tops
ist dabei geringer als die Höhe der Oberschale 3.
Da die Oberfläche 16 des Moduls 6 vorzugsweise
reflektierend ausgebildet sind, kann die Lichtausbeute des von den
LEDs 1 emittierten Lichts maximiert werden.
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3 zeigt
die erfindungsgemäße elektrische Kontaktierung
des LED-Moduls mit den Versorgungsleitern 10.
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An
einer Seite weist das Modul 6 eine elektrische Kontaktierung 22 auf.
Diese ist vorzugsweise als aus dem LED-Moduls herausragender Vorsprung realisiert,
in dem sich mindestens zwei voneinander isolierte elektrische Leiter 27 befinden.
Diese sind vorzugsweise als steife Leiter ausgebildet. Dadurch ist
es möglich, die Leiter 27 für eine elektrische
Kontaktierung in die Versorgungsleiter 10 hineinzustecken.
In einer bevorzugten Ausführung weisen die Leiter 27 dafür
ein spitzes Ende 25 auf. Damit kann die Isolierung der
Versorgungsleiter durchstochen werden und eine elektrische Kontaktierung
hergestellt werden. Die Leiter 27 sind außerdem
so zueinander versetzt, dass sie jeweils einen anderen Versorgungsleiter
kontaktieren. Hierfür sind die Leiter 27 hinsichtlich
der Höhenerstreckung des LED-Modulgehäuses versetzt.
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Bei
den Versorgungsleitern kann es sich um mindestens zwei handelsübliche
isolierte Drähte handeln. Denkbar ist jedoch auch, dass
nur ein Kabel mit mindestens zwei isolierten Litzen verwendet wird. Hier
könnte eine elektrische Kontaktierung dadurch erfolgen,
dass an Stelle von mehreren steifen Leitern 27 nur einer
verwendet wird. Dieser eine kann verschiedene voneinander isolierte
elektrische Leitungen führen und verschiedene voneinander
isolierte Kontaktbereiche in der Spitze 25 aufweisen.
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Ausserdem
ist es möglich, als Versorgungsleiter 10 anstelle
von Drähten einen oder mehrere Flachleiter zu verwenden.
Hierfür wären keine Spitzen 25 notwendig,
stattdessen könnten die Leiter 27 auch stumpfe
oder flächige Enden aufweisen.
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Außerdem
soll es möglich sein, über dieselbe Kontaktierung 22 das
LED-Modul mit einem Steuerbus bzw. Kommunikationsbus zu verbinden.
Dieser könnte beispielsweise über ein oder mehrere
zusätzliche Leiter realisiert sein. In diesem Fall verfügt
das das LED-Modul entsprechend über zusätzliche
Leiter 27. Alternativ kann die Kommunikation mit dem Steuerbus
natürlich auch über eine Funkschnittstelle erfolgen.
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Allgemein
betrachtet gibt es also mehrere Möglichkeiten der elektrischen
Kontaktierung des LED-Moduls mit verschiedenartigen Versorgungsleitern.
Daher verfügt das LED-Modul über die vorteilhafte
Eigenschaft, dass eine elektrische Kontaktierung 22 durch
eine andere ersetzt werden kann. Beispielsweise kann so eine Kontaktierung
bestehend aus zwei spitzen Leitern 27 für zwei
Versorgungrähte 10 durch drei stumpfe Leiter,
aufweisend einen zusätzliche Busschnittstelle, ersetzt
werden.
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Entsprechend
ist es auch denkbar, dass der aus dem LED-Modul herausragende Vorsprung
austauschbar ist.
-
Bei
der Auslieferung des LED-Moduls stehen die Leiter 27 hervor
und können dann an im Wesentlichen beliebiger Stelle an
die elektrische Zuleitungen eingestochen werden. Denkbar ist auch,
dass ein einmal angeschlossenes LED-Modul wieder entnommen und an
einer anderen Stelle angeschlossen wird.
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Vorzugsweise
befindet sich zwischen den Leiter 27 und den Versorgungsleitern 10 ein
Klebeband. Bevor die Leiter 27 auf die Isolierung der Zuleitungen
treffen, durchstechen sie das Klebeband. Mit diesem Klebeband kann
der Montageadapter 20 auf eine plane Stirnseite des LED-Moduls
geklebt werden.
-
Zusätzlich
oder alternativ zum Klebeband kann sich zwischen dem Gehäuse
und dem Montageadapter ein Dichtungselement befinden. Es ist auch
denkbar, dass das Klebeband so ausgebildet ist, dass es neben der
mechanischen Kontaktierung für eine Abdichtung sorgt.
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Auf
der anderen Seite sind die steifen Leiter mit einer Steckverbindung 23 verbunden.
Diese befindet sich auf der Unterseite des Moduls 6. Denkbar ist
jedoch auch, dass sie seitlich oder oberhalb des Moduls angebracht
ist.
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Die
Steckverbindung ist wiederum mit dem Modul 6 elektrisch
verbunden. Vorzugsweise über mindestens eine Klammer 24 ist
hierfür eine elektrische Kontaktierung der Steckverbindung
mit dem Modul 6, bzw. mit den LEDs 1 hergestellt.
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Ein
Montageadapter 20 sorgt dabei für eine sichere
elektrische Kontaktierung und eine stabile Zugentlastung. Dieser
ist hierfür vorzugsweise U-förmig ausgebildet
und umschließt die Versorgungsleiter und zumindest einen
Teil des Vorsprungs des LED-Moduls, der die Leiter 27 beinhaltet.
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Zur
Fixierung ist die U-Form des Montageadapters derart ausgebildet,
dass sie mittels mindestens eines Widerhakens 21 clipartig
in mindestens eine Hinterschneidung im Vorsprung des LED-Moduls
eingreift.
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Unter
Berücksichtigung des Umstands, dass sowohl Versorgungsleiter
als auch der Vorsprung des LED-Moduls verschiedenartig ausgeführt
sein kann, muss der Montageadapter ebenfalls angepasst werden können.
Hierfür ist denkbar dass der Montageadapter über
mehrere Widerhaken 21 und/oder der Vorsprung des LED-Moduls über
mehrere Hinterschneidungen verfügt. Dadurch lässt
sich die Größe der Nut 28 zwischen Montageadapter
und LED-Modul, in dem die Versorgungsleiter geführt werden,
so anpassen, dass eine zuverlässige elektrische Kontaktierung
sichergestellt ist. Alternativ ist denkbar, dass zur Fixierung des
Montageadapters an das LED-Modul Schrauben verwendet werden. Dadurch lässt
sich die Größe der Nut sogar stufenlos anpassen.
Außerdem ist es möglich, dass, beispielsweise beim
Anschließen des LED-Moduls an einen Flachleiter an Stelle
von Drähten, der gesamte Montageadapter durch einen passenden
ausgetauscht wird.
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Zusammengefügt
weisen also Montageadapter und LED-Modul mindestens eine Nut 28 auf,
in der die Versorgungsleiter vorzugsweise parallel geführt
werden.
-
Die
Nut 28 sind dabei vorzugsweise zwei im Wesentlichen parallele
Anschlussführungen, in welchen die Anschlusskabel des Moduls
geführt sind. Die Anschlussführungen weisen vorzugsweise über deren
gesamte Länge einen gleichen Durchmesser auf. Der Durchmesser
kann dabei etwas größer als der Durchmesser der
Anschlusskabel gewählt sein. In einer bevorzugten Ausführungsform
sind zudem kleine Vorsprünge in den Anschlussführungen
vorgesehen, welche ein festes Umklammern der Anschlusskabel innerhalb
der Anschlussführung sicherstellen.
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Der
Durchmesser der Nut 28 kann abschnittsweise geringer als
der Kabeldurchmesser der Versorgungsleiter 10 ausgebildet
sein. Auf diese Weise wird abschnittsweise eine Presspassung zwischen
den Versorgungsleitern 10 und den Nuten erzielt, um die
Versorgungsleiter fest in die Nuten einzuklemmen.
-
Darüber
hinaus können die Nuten Verjüngungen aufweisen,
welche abschnittsweise den Durchmesser der Nuten verkleinern. Diese
hervorstehenden Abschnitte ermöglichen eine Klemmverbindung
zwischen den Anschlusskabeln 10 und den Ausnehmungen im
zusammengesetzten Zustand des Montageadapters mit dem LED-Modul.
Vorzugsweise ist wenigstens eine Verjüngungen vorgesehen, es
können jedoch auch mehrerer Verjüngungen vorgesehen
sein.
-
Der
Montageadapter 20 kann zudem eine Öffnung aufweisen.
Durch diese kann im zusammengesetzten Zustand Einspritzmaterial
wie beispielsweise flüssiger Kunststoff bzw. Epoxidmaterial
durch die Öffnung des Montageadapters in die Nut 28 eingebracht
werden. Die Versorgungsleiter 10 werden dementsprechend
von dem eingebrachten flüssigen Material umgeben. Durch
ein Trocknen bzw. Aushärten des eingebrachten Materials
entsteht so eine Formschlussverbindung zwischen den Montageadapter,
LED-Modul und den Versorgungsleitern 10.
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In
einer weiteren Ausführungsform können die Anschlussführungen
in einem inneren Bereich des Gehäuses einen größeren
Durchmesser als die Anschlusskabel aufweisen, um eine Raum für
einen zuzuführenden Kunststoff zwischen dem Gehäuse, dem
Montageadapter und den Versorgungsleiter bereitzustellen. Der Durchmesser
der Anschlussführungen in einem Randbereich des Gehäuses
kann etwas kleiner gewählt sein als der Durchmesser im
Inneren des Gehäuses. Dementsprechend wird eine Presspassung
zwischen Anschlusskabel und Kabelführung in einem Randbereich
des Gehäuses ermöglicht. Zuzuführender
Kunststoff kann somit nicht nach Außen entweichen.
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Die
Nuten 28 können somit gegenüber der Umwelt
abgedichtet werden. Zudem werden auf die Versorgunsleiter 10 longitudinal
wirkende Zugkräfte besser auf das Gehäuse 3, 4 übertragen,
was die elektrische Kontaktierung durch die Leiterspitzen 25 zuverlässiger
macht.
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Da
somit die Nut 28 und, wie oben beschrieben der Schlitz
zwischen der Ober- und Unterschale 3, 4 abgedichtet
sind, ist das Gehäuse des LED-Moduls gegen Umwelteinflüsse
wie Staub, Schmutz und Feuchtigkeit geschützt. Durch die
erfindungsgemäße Ausführung des Gehäuses 3, 4 wird
ein Staub- und Feuchtigkeitsschutz der Norm IP66 oder
höhere Schutzklasse erzielt.
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Durch
die Zugentlastung der Versorgungsleiter wird zudem eine widerstandfähige
Verkettung von mehreren erfindungsgemäßen LED-Modulen
zu einer LED-Kette ermöglicht.
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4 zeigt
eine perspektivische Ansicht der Passform des Moduls im Gehäuse.
Das Modul 6 umfasst Positioniermittel 23, 8,
welche eine richtige Positionierung des Moduls 6 innerhalb
des Gehäuses 3, 4 erleichtern. Die Positioniermittel
können beispielsweise eine Platzierungsöffnung 7 sein,
welche mit hervorstehenden Profilelementen 23 interagiert,
die sich im Inneren des Gehäuses 3, 4 im
Wesentlichen senkrecht zum Modul 6 erstrecken. Die Platzierungsöffnung 7 kann
hierfür eine spezielle Form, beispielsweise Rechtecksform
oder Dreiecksform, aufweisen um eine genaue und korrekte Positionierung
des Moduls 6 innerhalb des Gehäuses 3, 4 zu
ermöglichen. Desweiteren kann das Modul 6 einen
Platzierungsstift 8 aufweisen.
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7 zeigt
eine Explosionsansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform
des gehäusten LED-Moduls. Erneut weist das gehäuste LED-Modul
ein Modul 6 mit wenigstens einer darauf angeordneten LED 1 auf.
Das Modul ist innerhalb eines verschließbaren Gehäuses 3, 4 angeordnet.
Das Gehäuse 3, 4 weist auf zwei gegenüberliegenden Seiten
Nuten 31 zum Führen von jeweils einer Leitung 10 auf.
Innerhalb jeder Nut befindet sich ein Kontaktierungselement 29.
Dieses ist so ausgelegt, dass es in die Isolierung der entsprechenden
Leitung beim Einfügen der Leitung in die Nut 31 einschneidet. Die
Leitung wird dabei im Wesentlichen rechtwinklig zugeführt.
Durch das Einschneiden in die Leitung wird diese mit dem entsprechenden
Kontaktierungselement 29 kontaktiert. Die Kontaktierungselemente sind
wiederum mit Leitern (nicht dargestellt) elektrisch verbunden. die Leiter
stellen eine elektrische Verbindung zu der mindestens einen LED
her. Hierfür können die Leiter beispielsweise
mit der Klammer 24 (aus 3) oder
direkt mit dem Modul 6 verbunden sein.
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Die
Nuten 31 des Moduls befinden sich auf dessen Längsseite.
Die Nuten sind dabei auf den Seiten angeordnet, die sich orthogonal
zur Ebene befinden, auf der die wenigstens eine LED 1 angebracht ist.
Damit sind die Leitungen seitlich der Ausstrahlrichtung des LED-Moduls
angeordnet. Das bedeutet, dass die Leitungen so angeordnet sind,
dass sie keine Abschattung für das ausgestrahlte Licht
verursachen (siehe 8–10).
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Das
Kontaktierungselement 29 weist einen Schlitz 32 auf.
In den Schlitz wird die entsprechende Leitung eingeschoben. Der
Schlitz weist eine solche Größe auf, dass beim
Hineinschieben die Isolierung der Leitung durchschnitten wird. Alternativ
zu dem Schlitz kann das Kontaktierungselement auch eine andere Öffnung
aufweisen, beispielsweise eine konisch geformte. Denkbar ist auch,
dass eine Leitung durch mehrere Kontaktierungselemente kontaktiert wird.
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Das
LED-Modul weist außerdem für jede Leitung 10 mindestens
eine Klammer 30 auf. Die Klammer 30 umgibt die
die Leitung 10 an der Stelle der Kontaktierung mit dem
Kontaktierungselement 29. Die Klammer fixiert das LED-Modul
mechanisch an einer vorgegebenen Stelle auf den Leitungen.
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Die
Klammer 30 weist einen Hohlraum 33 auf. Dieser
bildet einen Spalt in der Klammer 30. Dieser verläuft
im Wesentlichen orthogonal zum Aufnehmer, in dem die Leitung 10 geführt
wird. In diesen Hohlraum 33 wird das Kontaktierungselement
aufgenommen, wenn eine Kontaktierung mit der Leitung hergestellt
wird. Durch die Aufnahme wird das Kontaktierungselement 29 vollkommen
oder zu einem großen Teil von der Klammer umgeben. Somit
ist dieses von äußeren Einflüssen geschützt.
Weiterhin bildet die Klammer 30 nach außen einen
Isolierungsschutz. Außerdem dient die Klammer für
die Leitung als Zugentlastung. Somit wird die Kontaktierungsstelle
der Leitung mechanisch nicht belastet. Insbesondere wird so die
Stelle, an der die Isolierung eingeschnitten ist mechanisch entlastet.
Die Klammer weist eine solche Größe auf, dass
sie in die Nuten des Gehäuses einfügbar ist.
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Vorzugsweise
ist die Klammer passgenau, womit die Klammer fest in der Nut sitzt
und die Leitung kein Spiel hat. alternativ kann sie etwas kleiner sein
als die Abmessungen der Nuten, womit ein Befestigen und herauslösen
erleichtert wird. Die Klammer kann entweder der Länge des
Gehäuses entsprechen, womit sie den gesamten Hohlraum der
Nut ausfüllt, oder, wie in 9 gezeigt,
nur einem Teil der Länge des Gehäuses. Die Klammer
besteht aus einem nichtleitenden Material. Dies kann beispielsweise
ein Kunststoff oder eine Kunststoffmischung sein. Die Klammer stellt
ein zum Gehäuse 3, 4 separates Element
dar.
-
Das
Kontaktierungselement wird durch Umspritzen in das LED-Modul integriert.
Hierbei kann ein Spritzgussverfahren angewandt werden. Durch das Umspritzen
wird das Kontaktierungselement am LED-Modul mechanisch fixiert.
Das Kontaktierungselement und das LED-Modul bilden so eine Einheit. Das
Kontaktierungselement ist aus einem elektrisch leitfähigen
Material. Beispielsweise kann es aus einem Metall oder einer Metalllegierung
bestehen.
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Bezüglich
der Merkmale und Funktionalitäten des Gehäuses
und der darin sich befindlichen Vorrichtungen in den verschiedenen
Ausführungsformen wird auf obige Beschreibung zu 1 bis 6 verwiesen.
In dem Ausführungsbeispiel von 7 ist schematisch
gezeigt, dass sich auf dem Modul 6 eine LED 1 befindet.
Diese ist mit einem transparenten halbförmigen Globe-top
umgeben. Darüber befindet sich die Oberschale 3.
Diese bildet eine transparente Schicht. Die Oberschale kann optional
noch zusätzliche optische Eigenschaften aufweisen, wie
beispielsweise eine Linsenfunktion.
-
In 11 bis 13 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel
des Moduls 6 gezeigt. Wie im Weiteren beschrieben, weist
dieses vorzugsweise mehrere LEDs 102 auf. Die Stromversorgung
der LEDs 102 kann dabei mit Bonddrähten 103 realisiert
werden. Durch einen mehrteiligen Rahmen des Moduls 6 wird ein
besonderer Schutz der LEDs 102 und der Bonddrähte 103 erreicht.
Daher ist es denkbar, dass die Oberschale 3 des Gehäuses 3, 4 weggelassen
werden kann.
-
11 zeigt
die weitere Ausführungsform des Moduls 6, wobei
dieses hier einen Träger T' und ein mehrteiligen Rahmen 110, 120 aufweist.
Auf dem Träger befindet sich mindestens eine LED 102,
wobei vorzugsweise eine Vielzahl von LEDs eingesetzt wird.
-
Dabei
ist zu beachten, dass zur Vereinfachung in 11 das
Gehäuse 3, 4, sowie die Anschlussvorrichtungen 23, 24, 27 an
der Seite und auf der Unterseite des Moduls weggelassen worden sind.
Das Modul 6 kann mit oben beschriebenen Merkmalen in das
Gehäuse 3, 4 eingebaut mit den Versorgungsleitern 10 kontaktiert
werden. Dabei kann die Kontaktierungsklammer 24 eine elektrische Verbindung
zwischen den Bonddrähten 103 und den Leitern 27 herstellen.
-
Beim
Einbau des Moduls 6 ist lediglich entscheidend, dass die
LEDs 102 in Richtung der Oberschale 3 leuchten.
Das Modul kann jedoch von oben betrachtet sowohl längs
als auch quer in das Gehäuse eingebaut werden.
-
Der
Rahmen besteht aus einem ersten Rahmenteil 110, das den
ersten Rahmenbereich 106 und den zweiten Rahmenbereich 107 aufweist,
und einem zweiten Rahmenteil 120, das auf dem ersten Rahmenteil 110 angeordnet
ist, so dass der zweite Rahmenbereich 107 des ersten Rahmenteils 110 wenigstens
teilweise abgedeckt ist. Dieses Ausführungsbeispiel wird
an späterer Stelle der Beschreibung noch eingehender erläutert.
-
Der
Leuchtdioden-Chip 102 emittiert vorzugsweise ein Licht
einer ersten Wellenlänge. Der Leuchtdioden-Chip 102 ist
mit wenigstens einem Draht 103 verbunden. Das Modul 6 weist
ferner einen Rahmen 104 auf, der den wenigstens einen Leuchtdioden-Chip 102 umrandet.
Der Rahmen weist ferner wenigstens einen Steg 105, im vorliegenden,
bevorzugten Ausführungsbeispiel zwei Stege 105 auf.
Mittels dieser Stege 105 wird der Rahmen in wenigstens einen
ersten Rahmenbereich 106 und wenigstens einen zweiten Rahmenbereich 107 eingeteilt.
Der erste Rahmenbereich 106 weist dabei den wenigstens
einen Leuchtdioden-Chip 102 auf. Wie 11 zu
entnehmen ist, sind innerhalb eines einzigen Rahmens 104 mehrere Leuchtdioden-Chips 102 untergebracht. Ebenfalls
ist auch eine Gitterstruktur bzw. Gitterunterteilung im Rahmen 104 denkbar.
Dadurch kann erreicht werden, dass durch das Gitter die mehreren Leuchtdioden-Chips 2 einzeln
oder jeweils in Gruppen eingerahmt sind. Die einzelnen Leuchtdioden-Chips 102 oder
Gruppen von Leuchtdioden-Chips 102 können sodann
unabhängig von den jeweils anderen Leuchtdioden-Chips 102 oder
Gruppen von Leuchtdioden-Chips 102 mit einer Schicht 108 versehen
werden. Auf diese Weise ist es möglich, verschiedene Materialien
als Schicht 108 auf die Leuchtdioden-Chips 108 aufzutragen,
um beispielsweise je Leuchtdioden-Chip 102 bzw. Gruppe
von Leuchtdioden-Chips 102 unterschiedliche Farben erzeugen
zu können. Die Schicht 108 kann Leuchtstoffteilchen
und Streuteilchen enthalten.
-
Außerdem
können sich oberhalb der Schicht 108 eine oder
mehrere vorgefertigte Linsen befinden.
-
Ferner
stellt der erste Rahmenbereich 106 vorzugsweise eine seitlich
Begrenzung für eine über dem Leuchtdioden-Chip 102 aufgebrachte,
lichtdurchlässige Schicht 108 dar. Der zweite
Rahmenbereich 107 stellt zudem vorzugsweise ebenfalls einen Schutzbereich
für den wenigstens einen Draht 103 dar. Wie auch
im ersten Ausführungsbeispiel, ist der Draht 103 auch
in diesem Ausführungsbeispiel vorzugsweise auf den Leuchtdioden-Chip 102 im
ersten Rahmenbereich 106 und an eine Anschlussstelle A', beispielsweise
eine Leiterbahn L', gebondet. Dabei verläuft der Draht 103 bevorzugt
vom ersten Rahmenbereich 106 über den Steg 105 gebogen
in den zweiten Rahmenbereich 107.
-
Gemäß dieser
zweiten Ausführungsform ist der Rahmen 104 wenigstens
zweiteilig aus einem ersten Rahmenteil 110 und einem zweiten
Rahmenteil 120 gebildet. Der zweite Rahmenteil 120 ist
dazu vorzugsweise auf dem ersten Rahmenteil 110 angeordnet.
-
9a zeigt eine bevorzugte Ausführungsform
eines ersten Rahmenteils 110. Der erste Rahmenteil 110 weist
vorzugsweise sowohl den ersten Rahmenbereich 106 als auch
den zweiten Rahmenbereich 107 auf. Getrennt sind die beiden
Rahmenbereiche 106, 107 vorzugsweise durch den
wenigstens einen Steg 105, welcher besonders vorzugsweise
integral mit dem ersten Rahmenteil 110 ausgebildet ist.
Der Steg kann, wenn er integral mit dem ersten Rahmenteil 110 ausgebildet
ist, auch flacher gebildet sein, wodurch die Höhe der Leuchtdiodenanordnung 100 besonders
optimal gestaltet werden kann. Bedingt durch die seitliche Begrenzung
des ersten Rahmenteils 106 und den dadurch möglichen Einsatz
von Dispensmaterialien mit einer geringen Viskosität ist
somit die Gestaltungsmöglichkeit der Leuchtdiodenanordnung 100 bzw.
der Schicht 108 verbessert, wobei gleichzeitig Dispensmaterial
eingespart werden kann, beispielsweise im Vergleich zum globe-top-Ansatz.
-
9b zeigt ferner den zweiten Rahmenteil 120.
Der zweite Rahmenteil 120 weist vorzugsweise eine Öffnung 121 sowie
wenigstens eine von der Öffnung ausgehende Nut 122 auf.
-
8 zeigt
die Schnittansicht der zusammengesetzten Modul 6. Der zweite
Rahmenteil 120 ist auf dem ersten Rahmenteil 110 angeordnet.
Aufgrund der in dem zweiten Rahmenteil 107 befindlichen Öffnung 121 liegt
der erste Rahmenbereich 106 des ersten Rahmenteils 110 vorzugsweise
nach oben hin frei. Somit kann im zusammengebauten Zustand die Schicht 108 einfach
auf den Leuchtdioden-Chip 102 im ersten Rahmenbereich 106 aufgebracht
werden. Auf diese Weise ist der Draht 103 im ersten Rahmenbereich 106 sicher
in der Schicht 108 eingebettet. Ferner kann das Licht,
welches vom Leuchtdioden-Chip 102 emittiert wird, frei
nach oben abstrahlen.
-
Die
Nut 122 erstreckt sich vorzugsweise oberhalb des Steges 105 vom
ersten Rahmenbereich 106 bis hin zum zweiten Rahmenbereich 107 des
ersten Rahmenteils 110 vorzugsweise in der Form eines Pfades 109,
so dass außerdem der zweite Rahmenbereich 107 des
ersten Rahmenteils 110 wenigstens teilweise freigelegt
ist. Auf diese Weise kann der wenigstens eine Draht 103 sicher
von den Leuchtdioden-Chips 102 im ersten Rahmenbereich 106 über
den Steg 105 gebogen zu den Anschlussstellen A', die in
den zweiten Rahmenbereich 107 angeordnet sind, verlaufen,
wobei der Draht 103 in dem Pfad 109, gebildet
durch die Nut 122, geschützt angeordnet ist. Die
Nut 122 ist dabei vorzugsweise so gebildet, dass der zweite
Rahmenbereich 107 geringfügig größer
als der Durchmesser des Bonddrahtes 103 freigelegt ist,
um einen größtmöglichen Schutz des Bonddrahtes 103,
eben vorzugsweise durch eine maximale Abdeckung des zweiten Rahmenbereiches 107 durch
den ersten Rahmenteil 110, zu gewährleisten. Besonders
vorzugsweise können, insbesondere in dem Fall, in dem mehrere
Leuchtdioden-Chips 102 innerhalb des ersten Rahmenbereichs 106 angeordnet
sind, mehrere Nuten 122 im zweiten Rahmenteil 120 vorgesehen
sein. Auf diese Weise können die mehreren, vom ersten Rahmenbereich 106 in
den zweiten Rahmenbereich 107 verlaufenden Drähte 103 jeweils
einzeln oder in Gruppen über den Steg 105 durch
jeweils eine Nut 122 bzw. einen Pfad 109 verlaufen,
und sind somit aufgrund schmaler ausgebildeter Nuten 122 sicher
geschützt vor mechanischen Einflüssen angeordnet.
-
Der
Schutz für den bzw. die Drähte 103 gegenüber
einer einteiligen Ausgestaltung ist somit dahingehend verbessert,
dass der zweite Rahmenteil 120 erst nach dem Bonden der
Bonddrähte 103 aufgebracht werden kann. Wenn der
erste Rahmenteil 110 auf dem Träger T' aufgebracht
ist, ist eine gute Zugänglichkeit der beiden Rahmenbereiche 106, 107 gewährleistet,
da diese nach oben hin offen gestaltet und angeordnet sind. Der
bzw. die Bonddrähte 103 können somit
besonders einfach an den Leuchtdioden-Chip 102 im ersten
Rahmenbereich 106 und die Anschlussstelle A' im zweiten
Rahmenbereich 107 gebondet werden. Durch den nach dem Bonden
auf den ersten Rahmenteil 110 aufgebrachten zweiten Rahmenteil 120 ist
sodann der erste Rahmenbereich 107 derart abgedeckt, dass
der Bonddraht 103 sicher von oben geschützt in
diesem Bereich 107 angeordnet ist. Bei der Gestaltung des
ersten Rahmenteils 110 muss daher keine Rücksicht
auf eine Zugänglichkeit der Kontakte beim Bonden genommen
werden, da der zweite Rahmenbereich 107 erst durch das nachträgliche
Anordnen des zweiten Rahmenteils 120 wenigstens teilweise
abgedeckt wird. Ferner wird beim Aufsetzen des zweiten Rahmenteils 120 auf
den ersten Rahmenteil 110 durch die Nuten 122 Pfade 109 über
den Stegen 105 gebildet, innerhalb derer die Drähte 103 sicher
geschützt vom ersten Rahmenbereich 106 in den
zweiten Rahmenbereich 107 gebogen verlaufend angeordnet
werden können. Somit wird die Zugänglichkeit der
Drähte 103 beim Bonden verbessert, während
diese dennoch gleichzeitig besonders gut vor mechanischen Einflüssen von
außen geschützt sind.
-
Die
Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsarten
beschränkt. Vielmehr ist eine Kombination der beschriebenen
Merkmale möglich. So sind sämtliche beschriebenen
Merkmale bezüglich einer Ausgestaltung des Gehäuses 3, 4 mit
den darin befindlichen Vorrichtungen aus 1–6 auch
auf die zweite Ausführungsform aus 7–10 anwendbar.
Außerdem sind die in 11–13 gezeigten Merkmale sowohl auf die erste
Ausführungsform aus 1–6,
als auch auf die zweite Ausführungsform aus 7–10 anwendbar.
-
- 1
- LED-Chip
- 3
- Gehäuse-Oberschale
- 4
- Gehäuse-Unterschale
- 6
- Modul
- 7
- Nut
zur Modulpositionierung
- 8
- Positionierungsmittel
- 10
- Versorgungsleiter
- 11
- LED-Modul
Befestigungsmittel
- 11a
- Öse
- 15
- Ansteuer-
und Kontrollelektronik
- 16
- Moduloberfläche
- 18
- Nut
- 19
- Feder
- 20
- Montageadapter
- 21
- Fixierung
des Montageadapters (Widerhaken)
- 22
- elektrische
Kontaktierung
- 23
- Steckverbindung
und Positionierungsmittel
- 24
- Kontaktierungsklammer
- 25
- Leiterspitzen
- 26
- Oberfläche
der Oberschale
- 27
- Kontaktierungsleiter
des Moduls
- 28
- Nut
für Versorgungsleiter
- 29
- Kontaktierungselement
- 30
- Klammer
- 31
- Nut
in Gehäuse
- 32
- Schlitz
in Kontaktierungselement
- 33
- Hohlraum
in Klammer
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - WO 9002906
A1 [0003]
- - US 2005040421 A1 [0004]
- - EP 1055256 B1 [0005]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - IP Norm, DIN
EN 60529: Schutzarten durch Gehäuse (IP Code) [0007]
- - Norm IP66 [0062]
- - Norm IP66 [0123]